Diseño de un reactor discontinuo de tanque agitado para la síntesis de Butirato de Etilo
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Mostrar el registro completo del ítemcomunitat-uji-handle:10234/158176
comunitat-uji-handle2:10234/71324
comunitat-uji-handle3:10234/98162
comunitat-uji-handle4:
TFG-TFMMetadatos
Título
Diseño de un reactor discontinuo de tanque agitado para la síntesis de Butirato de EtiloAutoría
Tutor/Supervisor; Universidad.Departamento
Gosalbo Nebot, Ana; Universitat Jaume I. Departament d'Enginyeria QuímicaFecha de publicación
2023-09-25Editor
Universitat Jaume IResumen
El propósito de este proyecto consiste en diseñar un reactor capaz de producir 231.262,38
kg de butirato de etilo por carga, el cual tiene diversas aplicaciones en industrias como la
alimentaria, donde se utiliza ... [+]
El propósito de este proyecto consiste en diseñar un reactor capaz de producir 231.262,38
kg de butirato de etilo por carga, el cual tiene diversas aplicaciones en industrias como la
alimentaria, donde se utiliza como saborizante artificial en bebidas con sabor a piña o
naranja, así como en la industria farmacéutica como disolvente en productos de perfumería
y plastificante. Cabe destacar, que el butirato de etilo es un producto químico relativamente
económico, lo que amplía aún más su uso.
Para la síntesis de butirato de etilo, se requieren ácido butírico y etanol como reactivos y,
además del producto deseado, se obtendrá una pequeña cantidad de agua como subproducto.
Dado que se trata de un éster orgánico, se utiliza un catalizador para mejorar la reacción, en
este caso, se emplea la resina de intercambio iónico conocida como Amberlyst 15.
El procedimiento se desarrollará de la siguiente manera: en primer lugar, se llevará a cabo
la fase de reacción a presión atmosférica, alcanzando un grado de conversión de 0,7. Luego,
la resina se separará mediante tamizado, seguido de la recuperación de los reactantes en una
columna de rectificación discontinua. Finalmente, se procederá a la eliminación del agua del
azeótropo etanol-agua utilizando tamices moleculares. Este proceso se ejecutará de manera
secuencial y controlada para obtener los resultados deseados de manera eficiente.
Además de determinar las dimensiones adecuadas del reactor y el agitador, el diseño de este
proyecto incluirá una camisa de calefacción que utilizará agua para elevar la temperatura de
la mezcla hasta 75ºC, así como el diseño de un condensador de serpentín que servirá para
refrigerar y condensar los vapores del azeótropo etanol/agua que pueden formarse al estar
trabajando con temperaturas cercanas a los 78ºC.
Finalmente, este proyecto incluirá un estudio de la viabilidad técnica del diseño, una
evaluación del impacto ambiental y la viabilidad económica del mismo. [-]
El propòsit d'aquest projecte consistix a dissenyar un reactor capacat de produir 231.262,38
kg de butirat d'etil per càrrega, el qual té diverses aplicacions en indústries com l'alimentària,
on s'utilitza com a ... [+]
El propòsit d'aquest projecte consistix a dissenyar un reactor capacat de produir 231.262,38
kg de butirat d'etil per càrrega, el qual té diverses aplicacions en indústries com l'alimentària,
on s'utilitza com a aromatitzant artificial en begudes amb sabor a pinya o taronja, així com
en la indústria farmacèutica com a dissolvent en productes de perfumeria i plastificant. Cal
destacar que el butirat d'etil és un producte químic relativament econòmic, el que amplia
encara més el seu ús.
Per a la síntesi de butirat d'etil, es requereixen àcid butíric i etanol com a reactius i, a més
del producte desitjat, s'obtindrà una petita quantitat d'aigua com a subproducte. Donat que
es tracta d'un èster orgànic, s'utilitza un catalitzador per millorar la reacció, en aquest cas,
s'emplea la resina d'intercanvi iònic coneguda com Amberlyst 15.
El procediment es desenvoluparà de la següent manera: en primer lloc, es durà a terme la
fase de reacció a pressió atmosfèrica, assolint un grau de conversió del 0,7. Després, la resina
es separarà mitjançant tamitzat, seguit de la recuperació dels reactius en una columna de
rectificació discontinua. Finalment, es procedirà a l'eliminació de l'aigua de l'azeòtrop
etanol-aigua utilitzant tamisos moleculars. Aquest procés s'executarà de manera seqüencial
i controlada per a obtenir els resultats desitjats de manera eficient.
A més de determinar les dimensions adequades del reactor i l'agitador, el disseny d'aquest
projecte inclourà una camisa d'escalfament que utilitzarà aigua per elevar la temperatura de
la barreja fins a 75ºC, així com el disseny d'un condensador de serpentí que servirà per
refrigerar i condensar els vapors de l'azeòtrop etanol/aigua que poden formar-se en treballar
amb temperatures pròximes als 78ºC.
Finalment, aquest projecte inclourà un estudi de la viabilitat tècnica del disseny, una
avaluació de l'impacte ambiental i la viabilitat econòmica del mateix. [-]
The purpose of this project is to design a reactor capable of producing 231,262.38 kg of
ethyl butyrate per batch, which has various applications in industries such as the food
industry, where it is used as an ... [+]
The purpose of this project is to design a reactor capable of producing 231,262.38 kg of
ethyl butyrate per batch, which has various applications in industries such as the food
industry, where it is used as an artificial flavoring in pineapple or orange-flavored
beverages, as well as in the pharmaceutical industry as a solvent in perfumery and
plasticizer products. It is worth noting that ethyl butyrate is a relatively economical
chemical product, further expanding its use.
For the synthesis of ethyl butyrate, butyric acid and ethanol are required as reactants, and
in addition to the desired product, a small amount of water will be obtained as a byproduct.
Since it is an organic ester, a catalyst is used to enhance the reaction, in this case, the ion exchange resin known as Amberlyst 15 is employed.
The procedure will be carried out as follows: first, the reaction phase will be conducted at
atmospheric pressure, achieving a conversion degree of 0.7. Then, the resin will be
separated through sieving, followed by the recovery of the reactants in a discontinuous
rectification column. Finally, the removal of water from the ethanol-water azeotrope will
be carried out using molecular sieves. This process will be executed sequentially and
controlled to efficiently obtain the desired results.
In addition to determining the appropriate dimensions of the reactor and agitator, the
design of this project will include a heating jacket that will use water to raise the
temperature of the mixture to 75°C, as well as the design of a coil condenser to cool and
condense the vapors of the ethanol/water azeotrope that may form when working with
temperatures close to 78°C.
Finally, this project will include a technical feasibility study of the design, an assessment
of its environmental impact, and its economic viability. [-]
Palabras clave / Materias
Descripción
Treball Final de Grau en Enginyeria Química. Codi: EQ1044. Curs: 2022-2023
Tipo de documento
info:eu-repo/semantics/bachelorThesisDerechos de acceso
info:eu-repo/semantics/openAccess